论文部分内容阅读
小麦生长过程中,病虫害的防治是其重要环节,防治效果的好坏不仅直接关系到小麦的产量,而且农药的残留也会影响着小麦谷物的食用安全。目前小麦植保机械市场上的喷雾机械,几乎都存在着后轮驱动导致动力分布不均衡、人机不能分离导致作业人员中毒,同时能源危机日渐突出。针对上述问题,根据我国农业发展的实际情况,急需要研发一款远程遥控式喷雾机在小麦中后期进行植保作业。本文的主要研究内容如下:(1)通过对远程遥控式喷雾机的受力分析,主要是分析其受到的滚动阻力、空气阻力、加速阻力和坡道阻力,接着介绍了轮毂电机的功率和扭矩进行理论研究,紧接着对整机的性能展开研究,主要研究整机的转弯能力、爬坡能力以及续航能力,通过上述研究结果为整机的设计和选型做好准备。(2)根据整机总体设计要求,确定了整机的基本工作原理以及转向系统、控制系统、监控系统等设计方案,围绕相关系统设计方案,对系统中需要用到的轮毂电机、步进电机、动力锂电池等部件进行了选型,最后对远程遥控式喷雾机进行了总体三维模型设计,包括车架三维模型设计、选型部件逆向三维模型设计以及整机的三维模型设计。(3)通过仿真软件对整机的车架进行有限元分析,主要对整机车架进行结构力学仿真分析和模态分析,通过仿真分析结果得出车架的第一阶频率为10.55Hz,单杠汽油机的振动频率远低于机架的一阶频率,阵型为前后难摆动,车架的设计不会引起整机的整体共振,整机车架的最大应力值为136.99Mpa,远小于车架使用材料的屈服极限,最大应力出现在安装单杠汽油机的支撑位置上,车架的最大变形量为2.22mm,出现在尾部桁架上。接着对整机的转向和爬坡进行运动学仿真,通过仿真分析结果得出整机在泥土地面工况下的转弯半径约为1.9m;整机在30°以下的坡道能顺利爬上坡,在30°到40°之间的坡道比较勉强上坡,最大爬坡角度式40°。(4)根据整机的三维模型设计和有限元仿真分析结果,对远程遥控式喷雾机进行试制,按照车架的试制、转向系统的试制、转向系统的试制、动力系统的试制和喷雾系统的试制进行有序的。整机试制完成后,对整机进行转向实验、越障实验和小麦田间喷雾实验,实验结果表明整机的最小转弯半径为2.1m,最大爬坡角度为40°,整机在小麦田间实验中动力充沛、行驶稳定、喷雾植保效果好等能够满足实际要求。